जडत्व नेव्हिगेशन म्हणजे काय?
अंतर्देशीय नेव्हिगेशनची मूलभूत तत्त्वे
जडत्व नेव्हिगेशनची मूलभूत तत्त्वे इतर नेव्हिगेशन पद्धतींप्रमाणेच आहेत. हे आरंभिक स्थिती, प्रारंभिक अभिमुखता, प्रत्येक क्षणी हालचालीची दिशा आणि अभिमुखता यासह आणि अभिमुखता आणि स्थान यासारख्या नेव्हिगेशन पॅरामीटर्सचे अचूकपणे निर्धारित करण्यासाठी या डेटा क्रमिकपणे (गणिताच्या एकत्रीकरणाच्या ऑपरेशन्सशी संबंधित) एकत्रितपणे एकत्रित करणे यावर अवलंबून आहे.
जडत्व नेव्हिगेशनमध्ये सेन्सरची भूमिका
सध्याचे अभिमुखता (वृत्ती) आणि हलत्या ऑब्जेक्टची स्थिती प्राप्त करण्यासाठी, अंतर्देशीय नेव्हिगेशन सिस्टम क्रिटिकल सेन्सरचा एक संच वापरतात, ज्यामध्ये प्रामुख्याने एक्सेलेरोमीटर आणि जायरोस्कोप असतात. हे सेन्सर एक अंतर्देशीय संदर्भ फ्रेममध्ये वाहकाचे कोनीय वेग आणि प्रवेग मोजतात. त्यानंतर वेग आणि सापेक्ष स्थिती माहिती मिळविण्यासाठी डेटा समाकलित केला जातो आणि वेळोवेळी प्रक्रिया केली जाते. त्यानंतर, ही माहिती नॅव्हिगेशन कोऑर्डिनेट सिस्टममध्ये रूपांतरित झाली आहे, प्रारंभिक स्थिती डेटाच्या संयोगाने, वाहकाच्या सद्य स्थानाच्या निर्धारणाने संपुष्टात येते.
जड नेव्हिगेशन सिस्टमची ऑपरेशन तत्त्वे
इनर्टियल नेव्हिगेशन सिस्टम स्वयं-बंद, अंतर्गत बंद-लूप नेव्हिगेशन सिस्टम म्हणून कार्य करतात. ते वाहकांच्या हालचाली दरम्यान त्रुटी सुधारण्यासाठी रीअल-टाइम बाह्य डेटा अद्यतनांवर अवलंबून नाहीत. अशाच प्रकारे, एकच अंतर्देशीय नेव्हिगेशन सिस्टम अल्प-कालावधी नेव्हिगेशन कार्यांसाठी योग्य आहे. दीर्घ-कालावधीच्या ऑपरेशन्ससाठी, जमा केलेल्या अंतर्गत त्रुटी नियमितपणे दुरुस्त करण्यासाठी उपग्रह-आधारित नेव्हिगेशन सिस्टमसारख्या इतर नेव्हिगेशन पद्धतींसह हे एकत्र केले जाणे आवश्यक आहे.
जडत्व नेव्हिगेशनची छुपेपणा
सेलेस्टियल नेव्हिगेशन, उपग्रह नेव्हिगेशन आणि रेडिओ नेव्हिगेशन यासह आधुनिक नेव्हिगेशन तंत्रज्ञानामध्ये, अंतर्देशीय नेव्हिगेशन स्वायत्त आहे. हे बाह्य वातावरणास सिग्नल सोडत नाही किंवा आकाशाच्या वस्तू किंवा बाह्य सिग्नलवर अवलंबून नाही. परिणामी, जडत्व नेव्हिगेशन सिस्टम उच्च पातळीवरील लपविण्याची क्षमता देतात, ज्यामुळे त्यांना अत्यंत गोपनीयतेसाठी आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी आदर्श बनतात.
जडत्व नेव्हिगेशनची अधिकृत व्याख्या
इनर्टियल नेव्हिगेशन सिस्टम (आयएनएस) ही एक नेव्हिगेशन पॅरामीटर अंदाज प्रणाली आहे जी सेन्सर म्हणून जायरोस्कोप आणि एक्सेलेरोमीटर वापरते. जायरोस्कोपच्या आउटपुटच्या आधारे ही प्रणाली नेव्हिगेशन समन्वय प्रणालीतील कॅरियरच्या वेग आणि स्थानाची गणना करण्यासाठी ce क्सेलेरोमीटरच्या आउटपुटचा वापर करताना नेव्हिगेशन समन्वय प्रणाली स्थापित करते.
जडत्व नेव्हिगेशनचे अनुप्रयोग
इनरियल टेक्नॉलॉजीमध्ये एरोस्पेस, विमानचालन, सागरी, पेट्रोलियम अन्वेषण, जिओडसी, ओशनोग्राफिक सर्वेक्षण, भूवैज्ञानिक ड्रिलिंग, रोबोटिक्स आणि रेल्वे प्रणालींसह विविध डोमेनमध्ये विस्तृत अनुप्रयोग सापडले आहेत. प्रगत जड सेन्सरच्या आगमनाने, जड तंत्रज्ञानाने आपली उपयुक्तता ऑटोमोटिव्ह उद्योग आणि वैद्यकीय इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांपर्यंत इतर क्षेत्रांमध्ये वाढविली आहे. अनुप्रयोगांची ही विस्तृत व्याप्ती उच्च-परिशुद्धता नेव्हिगेशन आणि बर्याच अनुप्रयोगांसाठी स्थिती क्षमता प्रदान करण्यात जडत्व नेव्हिगेशनच्या वाढत्या महत्त्वपूर्ण भूमिकेस अधोरेखित करते.
जड मार्गदर्शनाचा मुख्य घटक:फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप
फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपचा परिचय
अंतर्देशीय नेव्हिगेशन सिस्टम त्यांच्या मूलभूत घटकांच्या अचूकतेवर आणि अचूकतेवर जोरदारपणे अवलंबून असतात. या प्रणालींच्या क्षमतांमध्ये लक्षणीय वर्धित करणारा असा एक घटक म्हणजे फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप (धुके). धुके एक गंभीर सेन्सर आहे जी उल्लेखनीय अचूकतेसह वाहकाची कोनीय वेग मोजण्यासाठी महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.
फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप ऑपरेशन
धुके सागनाक इफेक्टच्या तत्त्वावर कार्य करतात, ज्यात लेसर बीमला दोन स्वतंत्र मार्गांमध्ये विभाजित करणे समाविष्ट आहे, ज्यामुळे कॉइलड फायबर ऑप्टिक लूपच्या बाजूने उलट दिशेने प्रवास करता येतो. जेव्हा वाहक, धुक्यासह एम्बेड केलेले, फिरते, तेव्हा दोन बीममधील प्रवासाच्या वेळेमधील फरक वाहकाच्या रोटेशनच्या कोनीय वेगाच्या प्रमाणात असतो. या वेळी विलंब, सागनाक फेज शिफ्ट म्हणून ओळखला जातो, नंतर तंतोतंत मोजला जातो, ज्यामुळे धुक्यास वाहकाच्या रोटेशनसंदर्भात अचूक डेटा प्रदान करण्यास सक्षम केले जाते.
फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपच्या तत्त्वामध्ये फोटोडिटेक्टरकडून प्रकाशाचे तुळई उत्सर्जित करणे समाविष्ट आहे. हा लाइट बीम एका टोकापासून प्रवेश करतो आणि दुसर्या टोकापासून बाहेर पडतो आणि दुसर्याकडून बाहेर पडतो. नंतर ते ऑप्टिकल लूपमधून प्रवास करते. वेगवेगळ्या दिशेने येणा light ्या दोन बीम, पळवाटात प्रवेश करतात आणि सभोवताल फिरल्यानंतर सुसंगत सुपरपोजिशन पूर्ण करतात. परतीचा प्रकाश प्रकाश-उत्सर्जक डायोड (एलईडी) पुन्हा प्रवेश करतो, जो त्याची तीव्रता शोधण्यासाठी वापरला जातो. फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपचे तत्व सरळ वाटू शकते, परंतु दोन प्रकाश बीमच्या ऑप्टिकल पथ लांबीवर परिणाम करणारे घटक दूर करण्यात सर्वात महत्त्वाचे आव्हान आहे. फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपच्या विकासामध्ये हा सर्वात गंभीर मुद्दा आहे.
1 ● सुपरल्युमिनेसेंट डायोड 2 ● फोटोडेटेक्टर डायोड
3. लाइट सोर्स कपलर 4.फायबर रिंग कपलर 5. ऑप्टिकल फायबर रिंग
फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपचे फायदे
धुके अनेक फायदे देतात जे त्यांना अंतर्देशीय नेव्हिगेशन सिस्टममध्ये अमूल्य बनवतात. ते त्यांच्या अपवादात्मक अचूकता, विश्वासार्हता आणि टिकाऊपणासाठी प्रसिद्ध आहेत. मेकॅनिकल गायरोसच्या विपरीत, धुक्यात फिरणारे भाग नाहीत, परिधान आणि फाडण्याचा धोका कमी करतात. याव्यतिरिक्त, ते शॉक आणि कंपने प्रतिरोधक आहेत, जे एरोस्पेस आणि संरक्षण अनुप्रयोगांसारख्या वातावरणाची मागणी करण्यासाठी आदर्श बनवतात.
जड नेव्हिगेशनमध्ये फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपचे एकत्रीकरण
इंटर्टियल नेव्हिगेशन सिस्टम त्यांच्या उच्च सुस्पष्टता आणि विश्वासार्हतेमुळे धुके वाढवत आहेत. हे जायरोस्कोप अभिमुखता आणि स्थितीच्या अचूक निर्धारासाठी आवश्यक महत्त्वपूर्ण कोनीय वेग मोजमाप प्रदान करतात. विद्यमान जडत्व नेव्हिगेशन सिस्टममध्ये धुके एकत्रित करून, ऑपरेटर सुधारित नेव्हिगेशन अचूकतेचा फायदा घेऊ शकतात, विशेषत: अशा परिस्थितीत जेथे अत्यंत अचूकता आवश्यक आहे.
जड नेव्हिगेशनमध्ये फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपचे अनुप्रयोग
फॉग्सच्या समावेशाने विविध डोमेनमध्ये जडत्व नेव्हिगेशन सिस्टमच्या अनुप्रयोगांचा विस्तार केला आहे. एरोस्पेस आणि एव्हिएशनमध्ये, धुके-सुसज्ज सिस्टम विमान, ड्रोन आणि अंतराळ यानासाठी अचूक नेव्हिगेशन सोल्यूशन्स ऑफर करतात. ते सागरी नेव्हिगेशन, भौगोलिक सर्वेक्षण आणि प्रगत रोबोटिक्समध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात, ज्यामुळे या सिस्टमला वर्धित कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हतेसह कार्य करण्यास सक्षम होते.
फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपचे वेगवेगळे स्ट्रक्चरल रूपे
फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप विविध स्ट्रक्चरल कॉन्फिगरेशनमध्ये येतात, सध्या अभियांत्रिकीच्या क्षेत्रात प्रवेश करत आहे.बंद-लूप ध्रुवीकरण-देखरेखीचे फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोप? या जायरोस्कोपच्या मूळवरध्रुवीकरण-देखभाल फायबर लूप, ध्रुवीकरण-देखरेखीचे तंतू आणि तंतोतंत डिझाइन केलेले फ्रेमवर्क यांचा समावेश आहे. या लूपच्या बांधकामात चौपट सममितीय वळण पद्धत आहे, ज्यास सॉलिड-स्टेट फायबर लूप कॉइल तयार करण्यासाठी अद्वितीय सीलिंग जेलद्वारे पूरक आहे.
ची की वैशिष्ट्येध्रुवीकरण-देखभाल फायबर ऑप्टिक जीYro कॉइल
▶ अनन्य फ्रेमवर्क डिझाइन:जायरोस्कोप लूपमध्ये एक विशिष्ट फ्रेमवर्क डिझाइन वैशिष्ट्यीकृत आहे जे विविध प्रकारचे ध्रुवीकरण-देखरेख तंतू सहजतेने सामावून घेतात.
▶ चौपट सममितीय वळण तंत्र:चौपट सममितीय विंडिंग तंत्र अचूक आणि विश्वासार्ह मोजमाप सुनिश्चित करते, शूप प्रभाव कमी करते.
Advanced प्रगत सीलिंग जेल सामग्री:प्रगत सीलिंग जेल मटेरियलचा रोजगार, एक अद्वितीय क्युरिंग तंत्रासह एकत्रित, कंपनेचा प्रतिकार वाढवते, ज्यामुळे या जायरोस्कोप लूपची मागणी असलेल्या वातावरणासाठी अनुप्रयोगांसाठी आदर्श बनते.
▶ उच्च तापमान सुसंगतता स्थिरता:जायरोस्कोप लूप्स उच्च तापमान सुसंगतता स्थिरता दर्शवितात, भिन्न थर्मल परिस्थितीत देखील अचूकता सुनिश्चित करतात.
▶ सरलीकृत लाइटवेट फ्रेमवर्क:उच्च प्रक्रियेच्या सुस्पष्टतेची हमी देऊन, जायरोस्कोप लूप्स सरळ सरळ परंतु हलके वजनाच्या चौकटीसह इंजिनियर केले जातात.
Wind सुसंगत वळण प्रक्रिया:वळण प्रक्रिया स्थिर राहते, विविध सुस्पष्ट फायबर ऑप्टिक जायरोस्कोपच्या आवश्यकतांशी जुळवून घेते.
संदर्भ
ग्रोव्हज, पीडी (2008) जडत्व नेव्हिगेशनचा परिचय.नेव्हिगेशन जर्नल, 61(1), 13-28.
एल-शेमी, एन., हौ, एच., आणि निऊ, एक्स. (2019). नेव्हिगेशन अनुप्रयोगांसाठी अंतर्देशीय सेन्सर टेक्नॉलॉजीज: आर्टची स्थिती.उपग्रह नेव्हिगेशन, 1(1), 1-15.
वुडमन, ओजे (2007) जडत्व नेव्हिगेशनची ओळख.केंब्रिज विद्यापीठ, संगणक प्रयोगशाळा, यूसीएएम-सीएल-टीआर -696.
चॅटिला, आर., आणि लॅमंड, जेपी (1985). मोबाइल रोबोट्ससाठी स्थिती संदर्भ आणि सातत्यपूर्ण जागतिक मॉडेलिंग.1985 च्या रोबोटिक्स आणि ऑटोमेशनवरील आयईईई आंतरराष्ट्रीय परिषदेच्या कार्यवाहीत(खंड 2, पीपी. 138-145). आयईईई.